[发明专利]基于液晶可调滤波器的可见光红外图像融合装置及方法

说明书

本发明公开基于液晶可调滤波器的可见光红外图像融合装置，包括镜头、液晶可调谐滤光片、高速黑白图像传感器、第一连接线、高速图像处理器、第二连接线；镜头、液晶可调谐滤光片、高速黑白传感器、依次排列，通过外壳和支架固定，三者光学中心对齐；高速黑白图像传感器通过第一连接线与高速图像处理器连接，液晶可调谐滤光片通过第二连接线与高速图像处理器进行连接。采用液晶可调谐滤光片进行分光，系统更加轻便，便于装配；分时采集R、G、B图像不需要进行颜色差值，系统颜色还原性更逼真，分辨率更高；采用IR图像对R、G、B图像进行亮度补偿，使图像在极低照环境下不需要白光爆闪灯补偿的条件下，能够获得更高的彩色图像质量。

技术领域

本发明属于光学成像技术领域，具体涉及一种基于液晶可调滤波器的可见光红外图像融合装置及方法。

背景技术

目前可见光、红外融合设备主要采用分光棱镜将入射光分束成红外光和可见光，然后分别使用红外传感器和RGB可见光传感器进行分开成像，最后将红外图像与可见光图像进行融合，以提高低照条件下图像的细节和亮度，得到清晰的图像；或者采用带有IR、R、G、B的Bayer格式滤光片，获取图像的RAW数据，然后进行CFA差值和红外可见光融合获得清晰的图像。采用分光棱镜的可见光、红外融合设备具有较高的图像分辨率，但其采用两个传感器分别获取红外和可见光图像，功耗大，成本高，设备笨重；并且由于采用两个Sensor,图像配准难度较大，制造工艺比较复杂。采用带有IR、R、G、B的Bayer格式滤光片的可见光、红外融合设备只采用一个传感器，图像容易配准，功耗和成本较低，但该设备分辨率比较低，一般成像效果比较差。

发明内容

发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种成像效果好且结构轻便便于装配、操作的基于液晶可调滤波器的可见光红外图像融合装置及方法。

技术方案：本发明所述的一种基于液晶可调滤波器的可见光红外图像融合装置，包括镜头、液晶可调谐滤光片、高速黑白图像传感器、第一连接线、高速图像处理器、第二连接线；所述镜头、液晶可调谐滤光片、高速黑白传感器、依次排列，通过外壳和支架固定，三者光学中心对齐；高速黑白图像传感器通过第一连接线与高速图像处理器连接，液晶可调谐滤光片通过第二连接线与高速图像处理器进行连接。

本发明还提供了采用上述装置进行可见光红外图像融合的方法，具体为：由镜头将入射光线汇聚，经过液晶可调谐滤光片进行分时分光，高速黑白图像传感器将液晶可调谐滤光片分离出的单色光进行黑白成像，液晶可调谐滤光片通过第二连接线与高速图像处理器连接，指令控制和供电；高速黑白传感器通过第一连接线与高速图像处理器连接，对相机指令控制、图像数据传输与供电；高速图像传感器负责对获取的RAW图像进行ISP处理，并将图像进行编解码进行传输。

进一步地，当RAW图像为30FPS，其具体处理过程为：在低照条件下，首先进行红外补光，图像在30-40ms内依次分时获取中心波长为450nm的R波段、550nm的G波段、650nm的B波段、950nm的IR四个波段的单色黑白图像，然后使用IR图像对R、G、B进行亮度补偿、融合，将亮度补偿后的R、G、B图像在进行通用的ISP方法进行后期处理，最后合成一张RGB或YUV图像，并进行编解码。

进一步地，作为较优实施方式，所述融合的方式为泊松融合或Laplace金字塔融合。

有益效果：(1)本发明采用液晶可调谐滤光片进行分光，使得系统更加轻便，便于装配；(2)本装置分时采集R、G、B图像不需要进行颜色差值，系统颜色还原性更逼真，分辨率更高；(3)采用IR图像对R、G、B图像进行亮度补偿，使得图像在极低照环境下不需要白光爆闪灯补偿的条件下，能够获得更高的彩色图像质量。

附图说明

图1为本发明装置的整体结构示意图；

其中：1、镜头，2、液晶可调谐滤光片，3、高速黑白图像传感器，4、第一连接线，5、高速图像处理器，6、第二连接线。

具体实施方式